Двигатель постоянного тока. Схемы соединения и характеристики ДПТ

Двигатель постоянного тока нашел широкое применение в различных областях деятельности человека. Начиная от использования тягового привода, применяемого в трамваях и троллейбусах, заканчивая приводом прокатных станов и подъемных механизмов, где требуется поддержание высокой точности скорости вращения.

Основные положительные особенности, которые отличают ДПТ от асинхронного двигателя:

    - гибкие пусковые и регулировочные характеристики;
    - двухзонное регулирование, которое позволяет достигать скорости вращения более 3000 об/мин.

 

Отрицательные черты:

    - сложность в изготовлении и высокая стоимость;
    - в процессе работы необходимо постоянное обслуживание, так как коллектор и токосъемные щетки имеют небольшой ресурс работы.

 

Двигатель постоянного тока применяют только тогда, когда применение двигателя переменного тока невозможно или крайне нецелесообразно. В среднем, на каждые 70 двигателей переменного тока приходится всего лишь 1 ДПТ.

Конструкция ДПТ  

Двигатель постоянного тока состоит из:

    - индуктора (статора);
    - якоря (ротора);
    - коллектора;
    - токосъемных щеток;
    - конструктивных элементов.

 

Якорь и индуктор разделены между собой воздушным зазором. Индуктор представляет из себя станину, которая служит для того, чтобы закрепить основные и добавочные полюса магнитной системы двигателя. На основных полюсах располагаются обмотки возбуждения, а на добавочных – специальные обмотки, которые способствуют улучшению коммутации.

Коллектор подводит постоянный ток к рабочей обмотке, которая уложена в пазы ротора. Коллектор имеет вид цилиндра и состоит из пластин, изолированных друг от друга, он насажен на вал двигателя. Щетки служат для съема тока с коллектора, они крепятся в щеткодержателях для обеспечения правильного положения и надежного нажатия на поверхность коллектора.

Рисунок 1 – Конструкция двигателя постоянного тока

Двигатели постоянного тока классифицируют по магнитной системе статора:

1) ДПТ с постоянными магнитами;

2) ДПТ с электромагнитами:

    - ДПТ с независимым возбуждением;
    - ДПТ с последовательным возбуждением;
    - ДПТ с параллельным возбуждением;
    - ДПТ со смешанным возбуждением.

Рисунок 2 – Схемы подключения двигателя постоянного тока 

Схема подключения обмоток статора существенно влияет на электрические и тяговые характеристики привода. 

Пуск двигателя постоянного тока

 Пуск двигателя постоянного тока производят с помощью пусковых реостатов, которые представляют собой активные сопротивления, подключенные к цепи якоря. Выполняют реостатный пуск по двум причинам:

    - при необходимости плавного разгона электродвигателя;
    - в начальный момент времени, пусковой ток Iп = U / Rя очень большой, что вызывает перегрев обмотки якоря (которая имеет малое сопротивление).

 

Только ДПТ мощностью до 1 кВт допускают к старту без пусковых реостатов, так называемый «прямой пуск».

Рисунок 3 – Реостатный пуск двигателя с 3 ступенями  

В начале запуска к цепи ротора подключаются все сопротивления, и по мере увеличения скорости они ступенчато  выводятся.

Регулирование скорости вращения

 Частота вращения двигателя постоянного тока выражается формулой:  

Электромеханическая характеристика ДПТ

Это выражение так же называется электромеханической характеристикой ДПТ, в которой:

    U – питающее напряжение;
    Iя – ток в якорной обмотке;
    Rя – сопротивление якорной цепи;
    k – конструктивный коэффициент двигателя;
    Ф – магнитный поток двигателя.

 

Формула момента двигателя:

Подставив в формулу электромеханической характеристики,  получим: 

Электромеханическая характеристика выраженная через момент

Таким образом, исходя из приведенных формул, сделаем вывод, что скорость вращения ДПТ можно регулировать, изменяя сопротивление якоря, питающее напряжение и магнитный поток. 

Комментарии  

 
 
 
# Сергей 05.05.2015 20:48
Щетки служат для съема тока с коллектора, может быть для подачи тока на коллектор ;)?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Владимир 30.07.2016 14:00
Если есть подача значит должен быть и съем !
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Саид 12.01.2016 09:29
щетки для подачи тока на коллектор
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Guest 14.03.2016 01:48
А если четыре щетки? Как их подключить?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# deymos 10.06.2016 01:52
Как работает открытый двигатель постоянного тока (видео) https://youtu.be/QiNOkF0ztYg
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Насим 31.07.2016 07:45
Дивигител
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 

Добавить комментарий

Общайтесь культурно

Ваше имя:

Рейтинг@Mail.ru

Яндекс.Метрика